Bursts Gamma-Ray odhalují největší strukturu ve vesmíru je větší a blíže k Zemi, než jsme věděli: „Porota je stále na tom, co to všechno znamená.“
Největší struktura vesmíru, Velká zeď Hercules-Corona Borealis Great, byla již výzvou vysvětlit modely vesmíru kvůli jeho neuvěřitelně obrovské velikosti-a nyní, pomocí nejsilnějších výbuchů energie ve vesmíru, gamma-ray výbuchy (GRB), astronomové zjistili, že tato struktura je ještě větší, než si uvědomili. Navíc tým dokonce zjistil, že části velké zdi Hercules-Corona Borealis jsou ve skutečnosti blíže k Zemi, než se dříve předpokládalo.
Velká zeď Hercules-Corona Borealis je tzv. „Supercluster“ galaxií; Je to vlákno kosmického webu, kolem kterého se první galaxie ve vesmíru shromáždily a rostly. Jeho jméno vytvořil Johnndric Valdez, filipínský teenager, který usiluje o to, aby byl astronom. Toto jméno však není příliš doslovné. Je to proto, že kulatý tvar Velké stěny se rozprostírá nejen konstelace Hercules a Corona Borealis, ale také oblast nebeské sféry z souhvězdí Boötes po Gemini.
Velká zeď Hercules-Corona Borealis byla poprvé objevena v roce 2014 týmem vedeným Istvánem Horvátem, Jon Hakkilou a Zsoltem Bagoly, kteří také vedli tým, který nyní určoval velikost této struktury přesněji než kdykoli předtím. Tým zejména zjistil, že se rozprostírá nad větším radiálním rozsahem, než se dříve vypočítalo. Před tímto výzkumem vědci neuznali, že některé nedaleké výbuchy gama paprsků jsou také součástí této masivní struktury.
Zjištění je mimořádné, protože byla známá velká zeď Hercules-Corona Borealis Great Wall, která pokrývá oblast, která má 10 miliard světelných let širokou o 7,2 miliardy světelných let a má téměř 1 miliardu světelných let! Pro kontext je to dostatečně velké, aby se vešly přes 94 000 Mléčná dráha Galaxie umístily vedle sebe podél nejdelší strany Velké zdi, která se táhne na přibližně 10% celkové šířky celého pozorovatelného vesmíru.
„Vzhledem k tomu, že nejvzdálenější rozsah Hercules-Corona Borealis Great Wall je těžké ověřit, nejzajímavějším zjištěním je, že nejbližší části toho leží blíže, než tomu bylo dříve,“ řekl Jon Hakkila z Alabama v Huntsville v Huntsville.
The Mléčná dráhaNaše domovská galaxie je součástí jiného superklasteru zvaného Laniakea, který je v 500 milionů světelných let široký trpaslík Hercules-Corona Borealis Great Wall. Tým ve skutečnosti říká, že skutečný rozsah posledně uvedené struktury je v současné době neurčeno.
„Náš vzorek výbuchu gama-paprsku není dostatečně velký, aby kladl lepší horní limity na maximální velikost Velké zdi Hercules-Corona Borealis, než jsme již máme,“ řekl Hakkila. „Ale pravděpodobně to sahá dále než 10 miliard světelných let, které jsme dříve identifikovali. Je větší než velikost většiny všeho, k čemu by to mohlo být porovnáno.“
Související: Astronomové objevují „quipu“, jedinou největší strukturu ve známém vesmíru
GRBS byla klíčem k objevu Velké zdi Hercules-Corona Borealis v roce 2014 a skutečně k nedávnému hlubšímu zkoumání této obrovské kosmické struktury. Považováno za nejsvíjetější a nejspolehlivější výbuchy ve vesmíru, předpokládá se, že dva různé typy GRB pocházejí ze dvou mechanismů hvězdné hmotnosti černá díra Formace, vysvětlil Hakkila.
Dlouhodobé GRB, což jsou výbuchy vysoce energetických gama paprsků, které trvají po dobu dvou sekund, pocházejí z základního kolapsu masivních hvězd, které vede k explozi Supernovy. Na druhé straně se předpokládá, že GRBS s krátkým trváním pochází z kolize a sloučení dvou zbytků Ultradense Stellar zvaných neutronové hvězdy ve dvouhvězdičkových systémech.
„V obou případech jsou obrovské energie produkované z kolapsu hvězdného systému vypuštěny ve formě relativistických trysek částic. Daleko od trysky trysky, částice reagují na produkci gama paprsků a rentgenových paprsků,“ řekl Hakkila. „Gama-paprsky lze vidět na neuvěřitelně velkých vzdálenostech, protože jsou tak světelné.“
Hakkila říká, že protože hory gama paprsků souvisejí s umírajícími hvězdami nebo kolizí dvou mrtvých hvězd, a protože hvězdy se nacházejí v galaxiích, mohou zápletky gama paprsku působit také jako opatření tam, kde jsou galaxie. Vzhledem k tomu, jak jsou jasné, mohou GRB naznačovat přítomnost galaxie, i když je tato galaxie příliš slabá na to, aby byla vidět.
„Obrovský jas výbuchů gama paprsků jim umožňuje být značkou toho, kde se nachází hmota ve vesmíru,“ řekl Hakkila.
Je velká zeď „příliš velká“ pro kosmologii?
Součástí důvodu struktury, jako je Hercules – Corona Borealis Great Wall, jsou tak matoucí pro vědce související s kosmologickým principem, na kterém je založena většina modelů vesmíru.
Kosmologický princip naznačuje, že vesmír je homogenní a izotropní na velkých měřítcích, což znamená, že by měl vypadat stejně ve všech směrech. Sledování umístění hmoty s GRBS však ukazuje, že tomu tak není.
„Je překvapivé, že shlukování Gamma-Ray je mnohem výraznější na severní galaktické obloze než na jižní galaktické obloze,“ vysvětlil Hakkila.
Hakkila a jeho kolegové ve svém novém článku tvrdí, že podle kosmologického principu by žádná kosmická struktura větší než 1,2 miliardy světelných let neměla mít dostatek času ve 13,8 miliardovém vesmíru, aby se vytvořila, pokud je šíření hmoty homogenní a izotropní.
Takže, jako obrovská 10 miliard světelných ročních struktury galaxií, která se nachází kolem 10 miliard světelných let daleko (jak ukazuje hustá GRB se shlukování směrem k severozápadní oblasti nebeské sféry nad zemí_ Hercules-Corona Borealis Velká zeď rozhodně zpochybňuje kosmologický princip.
„Některé teoretické kosmologické modely mohou vysvětlit struktury tak velké, zatímco jiné nemohou,“ dodal Hakkila. „Porota je stále na tom, co to všechno znamená.“
Tým dosáhl svého nového náznaku o velikosti Velké stěny Hercules – Corona Borealis pomocí databáze 542 GRB vyplývající z pozorování shromážděných až do roku 2018, převážně prostřednictvím převážně NASAFermi Gamma-Ray Space Telescope a Neil Gehrels Swift Observatory.
V kosmologii jsou užitečné nástroje pro měření gama paprsků-s několika námitkami. Hlavním je, že to vyžaduje pozorování nesmírně velkého počtu GRB k vyvození smysluplných závěrů o jejich distribuci.
Navíc, pokud vědci chtějí vyvodit přesné závěry o struktuře vesmíru, musí být eliminována nesprávná identifikace poloh původu GRB v prostoru. Může tedy trvat dlouho, než vědci mohou pomocí GRBS shromáždit lepší obrázek Velké zdi Hercules – Corona Borealis.
„Trvalo roky pozorování, abychom shromáždili vzorek tak velký, s použitím údajů hlavně z Fermi a Swift, které byly nápomocny při budování tohoto bezprecedentního datového souboru,“ řekl Hakkila. „Sestavení vzorku této velikosti trvalo více než 20 let pozorování a v blízké budoucnosti nepředpokládáme významné doplňky.“
Tým má v úmyslu pokračovat v analýze vlastností GRB ve vzorku použitém pro tento výzkum.
„Pravděpodobně to musíme studovat pečlivěji a podrobněji, než tomu bylo dříve,“ vysvětlil Hakkila. „Při pohledu dopředu budou nové mise nezbytné k překonání současných omezení. Aktivně přispíváme k rozvoji Theseus, navrhovaného ESA poslání navržená k revoluci studií GRB. ““
Díky své bezkonkurenční citlivosti a pokrytí oblohy Hakkila uvedla, že se očekává, že Theseus nebo „přechodný vysoký zdroj energie a raný inspektor vesmíru“ dramaticky zvýší počet známých GRB, zejména na velkých kosmických vzdálenostech nebo vysokých červených posunech.
„To by konečně mohlo poskytnout observační pákový efekt potřebný k mapování Velké zdi Hercules-Corona Borealis v plném rozsahu a nabídnout průlom v porozumění rozsáhlé formaci struktury a kosmického webu,“ řekl Hakkila.
Na stránkách úložiště papíru se objeví předem recenzovaná verze výzkumu týmu arxiv.
Původně zveřejněno Space.com.
